近10年汉台区酸雨变化特征及气象条件分析

2017-08-02郑薇薇黄泽群

陕西气象 2017年4期

关键词：酸雨日数风向

孟茹，郑薇薇，马艳，黄泽群

(汉中市气象局，陕西汉中 723000)

近10年汉台区酸雨变化特征及气象条件分析

孟茹，郑薇薇，马艳，黄泽群

(汉中市气象局，陕西汉中 723000)

统计分析汉台区2006—2015年酸雨观测资料、相关地面观测资料，结果显示：近10 a汉台区年平均酸雨量203.6 mm，占总降雨量的22.2%；共出现酸雨159 d，酸雨发生频率为13.3%；酸雨日数和酸雨发生频率呈波动递增趋势；9—11月是汉台区酸雨发生频率最高的时段；汉台区发生的酸雨主要为弱酸雨，酸雨发生的频率随着降水量级的加大而减少；酸雨日的地面主导风向为偏东风；降水K值集中在100 μs/cm内。

酸雨；变化特征；气象条件；汉台区

酸雨是pH值小于5.6的降水，会使水体酸化，土壤变得瘠薄，森林衰退，农作物减产，生态系统遭到破坏，建筑物和文物古迹被腐蚀等。酸雨已和“温室效应”“臭氧层破坏”一起，被认为是当今人类面临的三大灾难性的环境挑战[1]。我国是继欧洲和北美之后的世界三大酸雨区之一，强酸雨面积最大，酸雨区呈范围扩大、强度稍有减弱的趋势，部分地区的酸雨强度持续增强[1-2]。汉台区气象局从2005年5月1日起开始酸雨观测试运行业务，从2006年6月正式按国家酸雨观测标准业务运行。本文利用2006—2015年度酸雨观测资料，分析汉中酸雨变化特征及其与气象条件的关系，为酸雨防治和未来开展酸雨潜势预报提供参考。

1 资料和方法

酸雨监测资料来自汉台区酸雨观测站，气象观测资料来自汉中国家基本气候站。资料统计时段均为2006年1月1日至2015年12月31日。酸雨观测点设置在汉台区地面观测场，降水采样桶安置在距地面1.2 m处。酸雨采取逢雨采样，每天08时到次日08时为一个酸雨采样日，雨量采取全样混合，酸雨观测项目为降水量、电导率、pH值，分析方法采用电极法。

酸雨观测资料按照中国气象局颁布的《酸雨观测业务规范》[3]中有关降水pH和K值的计算方法进行统计。气象观测资料按照中国气象局颁布的《地面气象观测规范》[4]中有关观测记录的统计方法进行处理。

2 酸雨发生频率分析

2.1 酸雨量年变化

由表1可看出，2006—2015年汉台区年平均降水量915.3 mm，年平均酸雨量203.6 mm，酸雨量占年平均降水量的22.2%。近10 a中，2015年酸雨量最多，为299.7 mm，占年总降水量的35.5%；其次为2013年，酸雨量为296.9 mm，占年总降水量的28.2%；2007年酸雨量最少，为91.1 mm，占年总降水量的11.4%。

2.2 酸雨发生频率年变化

汉台区2006—2015年共出现酸雨日159 d，酸雨发生频率为13.3%。酸雨日数和酸雨发生频率呈波动式递增趋势(图1)，酸雨日数和酸雨发生频率在2015年达到最高，分别为27 d和21.1%，分别高于10 a平均值11.1 d和7.8%。

表1 汉台区2006—2015年各年酸雨量及总降水量

2.3 酸雨频率月变化

从图2可以看出，汉台区9月酸雨发生频率最高，为24.8%；其次为11月，酸雨发生频率为20.6%；第三为10月，酸雨频率为19.8%。即9—11月是一年中酸雨发生最集中的时段。5月酸雨发生频率最小，仅为4.2%；其次为7月，酸雨频率为5.2%。

2.4 酸雨强度变化

根据酸雨等级划分标准[4](强酸雨为pH<4.0, 较强酸雨为4.0≤pH<4.5, 弱酸雨为4.5≤pH<5.6)，汉台区2006—2015年共出现强酸雨5 d，占总酸雨日数的3.1%；较强酸雨17 d，占总酸雨日数的10.7%；弱酸雨137 d，占总酸雨日数的86.2%。从表2可见，5次强酸雨分别出现在2007、2008和2010年，2011年以后未出现强酸雨。总体来说，汉台区10 a中出现的酸雨绝大多数为弱酸雨，较强酸雨和强酸雨出现最多的年份是2006年，共5次，占年酸雨日数的50%(表3)。

图2 汉台区2006—2015年酸雨出现日数和发生频率的月变化

表2 汉台区2006—2015年强酸雨统计表

表3 汉台区2006—2015年各年pH<4.5的酸雨日数及出现概率

从表4可知，汉台区9月是出现较强酸雨和强酸雨日最多的月份，达9 d；其次为1月和10月，各出现3 d。从各月出现较强酸雨和强酸雨的概率来看，一年中的1月、12月、9月位居前三，但不容忽视的是，12月酸雨日仅有2 d，其中1次即为较强酸雨。

表4 汉台区2006—2015年各月pH<4.5的酸雨日数及出现概率

2.5 降水K值分析

K值表示降水导电能力的大小，能反映大气降水洁净程度。K值越低，表示大气降水越洁净。从图3可以看出，汉台区2006—2015年降水K值在3.9～342.8 μs/cm之间，多数集中在100 μs/cm内，属于中低K值。

3 酸雨与降水量和风向

3.1 酸雨与降水量

表5为汉台区2006—2015年出现的159 d酸雨日及对应的24小时(08—08时)降雨量量级。由表5可看出，酸雨发生时，62.9%的降水量级都是小雨，大暴雨量级的可能性仅为1.2%，即随着降雨量等级的加大，酸雨发生的频率在减少。

图3 2006—2015年汉台区酸雨K值散点分布图

有研究认为，酸雨在暴雨以上级别降水时几乎不会出现[5]，汉台区在暴雨、大暴雨日7次出现弱酸雨，酸雨与降水量关系及其原因有待进一步探讨。

表5 汉台区2006—2015年酸雨日对应的降雨量级分布

3.2 酸雨与风向

风不仅对污染物有输送的作用，同时对污染物也起着扩散和稀释的作用。一般来说，污染物在大气中的质量浓度与污染物的总排放量成正比，而与平均风速成反比[6]。利用地面风观测资料(酸雨降水开始前3 h至降水结束时段内的最多2 min风向)统计发现，2006—2015年，汉台区酸雨日的地面主导风向为偏东风(NE、ENE、E、ESE、SE、SSE)(表6)，出现频率为66%。